Tópicos em Física de Partículas
Carga horária semanal: 3 h Teóricas + 1 h Prática
Corpo docente: Sérgio Ramos
Parte I
1. Introdução
Interacção electrão-nucleão: cinemática dos vértices leptónico
e hadrónico.
O plano (nu,Q²) e a difusão inelástica profunda (DIS).
Os resultados experimentais de DIS e a necessidade de constituintes 'duros' e
'pontuais' do nucleão.
2. Difusão inelástica profunda
Interacções electrão-muão e electrão-protão.
Factores de forma.
Difusão elástica e inelástica.
Secções eficazes transversas Sigma_T e longitudinais Sigma_L.
Funções de estrutura.
Invariância de escala de Bjorken.
3. Modelo dos partões
Obtenção de F1(x) e F2(x).
Relação de Callan-Gross.
Os partões como quarks:
- Spin dos partões e sua relação com Sigma_L e Sigma_T;
simetria de isospin;
o nucleão no modelo de quarks;
regras de soma (estranheza, carga eléctrica, isospin);
partões de valência e do mar;
gluões.
Difusão de neutrinos (introdução):
- Correntes carregadas e correntes neutras;
corrente partónica como
combinação linear de vector e vector-axial;
proporção das
componentes esquerda e direita;
secção eficaz e termo de violação
da paridade;
a função de estrutura F_3(x); distribuições
angulares;
modelo de Weinberg-Salam e o ângulo de mistura Teta_W;
seu valor experimental e consequências sobre a forma da corrente.
Previsões experimentais do modelo dos quarks.
Fracção de momento do nucleão transportado pelos gluões.
Universalidade das funções de ditribuição dos quarks.
Regras de contagem.
Comportamento das funções de estrutura:
- Limites para x --> 0 e x --> 1;
forma geral,
para valência e mar;
comparação com valores experimentais.
4. Partões em Cromodinâmica Quântica
Emissão de gluões; produção de pares q qbar.
Equação de evolução de Altarelli-Parisi.
Comparação com os dados experimentais.
5. Modelo dos partões e QCD na aniquilação e+e-
Conceito de cor; a razão R.
Funções de fragmentação, D(z):
- Regras de soma; limites dos D(z) para z --> 0 e z --> 1;
forma geral para quarks, antiquarks e gluões;
invariância de escala e sua violação;
universalidade das funções de fragmentação.
Parte II
Aplicações
- Fotoprodução de hadrões e hadroprodução de fotões.
- Hadroprodução de hadrões. Jactos de partículas.
- Produção e desintegração de sabores pesados.
- Produção de pares de Drell-Yan. Física do W e Z.
- Colisões de iões pesados ultra-relativistas.
- As funções de estrutura e o spin dos partões. Polarização do gluão.
Bibliografia
Folhas da cadeira de Tópicos em Física de Partículas, S.Ramos
"Quarks and Leptons", F.Halzen e A.D.Martin
"An Introduction to Quarks and Partons", F.Close
"Hadron Interactions", P.Collins, A.D.Martin
"Spin Structure of the Nucleon", E. Steffens, R. Shanidze (Eds.).
"Structure functions of hadrons and photons", J.Feltesse, Proc. Int.
Phys. Conf. on H.E.P., Bari, 1985.
"Partons in Quantum Chromodynamics", G.Altarelli, Phys. Rep. 81, n&ordn;1, 1981
"Hard scattering of hadrons and photons", D.Treille, Proc. Int. Europh.
Conf. on H.E.P., Bari, 1985.
"Jets in high-energy interactions", R.Barlow, Rep. Prog. Phys. 56 (1993) 1067
"Spectroscopy of heavy quarks", H.Schröder, in Proc. XXIV Int. Conf. on
H.E.P., Munique, 1988.
"The Drell-Yan process", I.R.Kenyon, Rep. Prog. Phys. 45, 1982.
"Dynamique des collisions noyau-noyau a tres haute energie", J.P.Blaizot,
Cours de l'Ecole de Gif 1988.
"Particle detectors", C.Grupen.
"Probability and Statistics in Experimental Physics", B.Roe.
"Spin Structure of the Nucleon", E. Steffens, R. Shanidze (Eds.).
Avaliação de conhecimentos
Execução de problemas de cada capítulo e exposição oral final sobre um tema
proposto.
NOTA
Para imprimir este Programa use a versão PDF, que possui os símbolos gregos
e matemáticos correctos